Begrænsninger af modeller inden for videnskab

En model er en beskrivelse af naturfænomen, som forskere kan bruge til at forudsige. En god model er både så nøjagtig som muligt og så enkel som muligt, hvilket gør den ikke kun kraftig, men også let at forstå. Uanset hvor gode de er, har modeller næsten altid begrænsninger.

De fleste modeller kan ikke inkorporere alle detaljer i komplekse naturfænomener. For eksempel, når man måler afstande omkring Jorden, er det praktisk at modellere Jorden som en sfære, men det gør det ikke inkorporere variationer i afstand på grund af bjergkæder, dale og andre topologiske træk, som den rejsende skal krydse. Inkorporering af disse yderligere detaljer ville gøre modellen for kompleks til nem brug. Da modeller skal være enkle nok til at du kan bruge dem til at forudsige, udelader de ofte nogle af detaljerne.

De fleste modeller inkluderer nogle tilnærmelser som en bekvem måde at beskrive noget, der sker i naturen. Disse tilnærmelser er ikke nøjagtige, så forudsigelser baseret på dem har en tendens til at være lidt anderledes end hvad du faktisk observerer - tæt, men ikke slå fast. I kvantemekanik er der for eksempel ingen nøjagtige løsninger på Schrodinger-ligningen for atomer fra helium og fremefter; nøjagtige løsninger findes kun for brint. Derfor bruger fysikere tilnærmelser til højere elementer. Disse tilnærmelser er gode, men de er ikke desto mindre tilnærmelser.

Nogle gange kan en model gøres mere nøjagtig, men på bekostning af enkelhed. I tilfælde som disse kan den enklere model faktisk være overlegen, fordi den giver dig en måde at visualisere en proces på, så du kan forstå den og komme med forudsigelser om den. I kemi er strukturformler og kugle-og-stick-modeller for eksempel urealistiske skildringer af molekyler; de ignorerer fuldstændigt, hvad kemikere ved fra kvantemekanik om materiens natur på det subatomære niveau. Ikke desto mindre er de enkle, lette at tegne og tilbyder et væld af indsigter i molekylær struktur og egenskaber på en måde, der er let at visualisere og forstå. Derfor fortsætter kemikere med at bruge både strukturformler og kugle-og-stick-modeller.

I sidste ende er modeller underlagt nogle kompromiser. Du vil have så meget forudsigelig kraft som muligt. Samtidig vil du også have, at modellen skal være så enkel som muligt. Naturen er ligeglad med det menneskelige behov for enkelhed og let forståelse, og mange naturlige fænomener er komplekse. Tænk for eksempel på kæden af ​​biokemiske processer, der kun finder sted for at videreformidle information fra fotoreceptorerne i dit øje til den hjernens visuelle cortex. Hvis du prøver at inkorporere alt, hvad der faktisk sker i en model, bliver det uhåndterligt og vanskeligt at bruge. I sidste ende finder du, at du i en vis grad stoler på tilnærmelser og konceptuelle rammer, der gør en proces nem at visualisere, men ikke nødvendigvis afspejler virkelighedens sande natur.